Практически во всех старых холодильниках и во многих недорогих новых для поддержания необходимой температуры в морозильной камере используется электромеханическая схема, состоящая из биметаллического вакуумного датчика и электромагнитного реле типа магнитного пускателя для включения двигателя компрессора. Электромеханическая схема мало надежна, и при выходе из строя самой схемы терморегулятора, реле или при испарении хладагента, компрессор может оказаться постоянно включенным.


Что приведет к его перегреву и даже возгоранию. Поэтому, имеет смысл заменить старую и ненадежную электромеханическую систему управления более современной электронной. Электронная схема кроме функции терморегулятора, периодически включающего компрессор, должна осуществлять функцию защиты двигателя компрессора от чрезмерно продолжительной непрерывной работы и сигнализировать звуковым сигналом о неисправности морозильного агрегата.

Схема, отвечающая этим требованиям, показана на рисунке в тексте. Функционально она состоит из терморегулятора, таймера, ограничивающего продолжительность непрерывной работы компрессора, и сигнального устройства со звуковой сигнализацией.

Терморегулятор выполнен на компараторе А1 и термическом датчике VD2. Датчик LM335 представляет собой особый стабилитрон, напряжение стабилизации которого линейно зависит от температуры, и выражается зависимостью 10mV/K. Таким образом, в диапазоне температур от -10°С до +5°С напряжение стабилизации VD2 изменяется от 2,63V до 2,78V.

Измерительное напряжение, пропорциональное температуре, создается цепью R6-VD2. Это напряжение поступает на инверсный вход компаратора на операционном усилителе А1. На прямой вход данного ОУ поступает опорное напряжение от цепи VD1-R4-R1-R2-R3. Температурный порог, при котором должен срабатывать компаратор устанавливают переменным резистором R2.

Таймер, ограничивающий продолжительность непрерывной работы компрессора выполнен на счетчике D3 и элементах микросхемы D1. На элементах D1.1 и D1.2 сделан мультивибратор, генерирующий импульсы частотой около 1,5 Гц. Они постоянно поступают на счетный вход счетчика D3.

Если в холодильнике температура ниже заданной величины, на выходе компаратора А1 присутствует напряжение высокого уровня. Диод VD3 закрыт и конденсатор С3 заряжен через резистор R8. С него на обнуляющий вход счетчика D3 поступает напряжение высокого уровня. Так же, напряжение высокого уровня с С3 поступает на один из входов элемента D1.3, поэтому, на его выходе есть низкое напряжение и ключ на VT1 закрыт. Закрыт симистор оптопары U1 и мощный симистор U2. Компрессор К выключен.

Как только температура повышается и превышает заданную величину, напряжение на выходе компаратора А1 падает до нулевого уровня. Диод VD3 открывается и разряжает конденсатор С3. Теперь на С3 напряжение низкого логического уровня, которое поступает на вывод 8 D1.3. На выходе D1.3 устанавливается напряжение высокого уровня.

Ключ VT1 открывается, открывается симистор оптопары U1 и мощный симистор U2, через который подается питание на компрессор К. В это же время на обнуляющий вход счетчика D3 подается логический ноль, и счетчик начинает считать, поступающие на него импульсы от мультивибратора.

Дальше ситуация может развиваться двумя путями. Если морозильный агрегат исправен, дверца холодильника закрыта и в системе есть хладагент, то спустя время, меньшее 25-ти минут, температура в морозильной камере холодильника понизится до необходимой величины. Компаратор А1 изменит свое состояние. Диод VD3 закроется и конденсатор С3 медленно зарядится через R8. Как только напряжение на С3 достигнет уровня логической единицы счетчик D3 сбросится в нуль, а компрессор выключится.

Если по какой-то причине, температура в морозильной камере не может достигнуть требуемой величины, то примерно через 25 минут после включения компрессора на выходе счетчика D3 (вывод 1) установится логическая единица. Это приведет к тому, что на выходе D1.3 установится логический ноль и компрессор будет выключен.

Далее, логический ноль с выхода D2.1 запустит мультивибратор D2.2-D2.3, который генерирует импульсы частотой около 800 Гц. Эти импульсы, а так же импульсы от мультивибратора D1.1-D1.2 поступят на входы элемента D2.4, на выходе которого образуются пачки импульсов звуковой частоты.

Динамик В1 станет издавать прерывистый сигнал, говорящий о аварийной ситуации с холодильником. Все это будет продолжаться в течение еще 25 минут. Затем, логический уровень на выходе счетчика сменится на противоположный. Сигнализация выключится и снова включится компрессор К.

Это будет повторяться до тех пор пока в морозильной камере не будет достигнута требуемая температура (например, закроете забытую дверку холодильника) или пока не будет выключен холодильник. Таким образом, в случае аварийной ситуации, компрессор все равно будет продолжать работать в повторном режиме и не сгорит.

Стабилитрон VD1 стабилизирует опорное напряжение, величину которого устанавливают резистором R2. Цепь R7-VD3-C3-R8 нужна для того, чтобы не возникал, вредный для двигателя режим, при котором компрессор включается на слишком короткое время. Электроника питается от трансформаторного источника на Т1.

Это, совместно с оптопарой U1 гальванически развязывает схему терморегулятора от электросети, обеспечивая условия электробезопасности. Трансформатор Т1 - миниатюрный, китайский, с вторичной обмоткой на 9V при токе до 300mA. Можно использовать любой другой аналогичный.

Динамик В1 - любой. Выпрямитель VD4 можно заменить любым маломощным или среднемощным, или собрать его на диодах. Конденсатор С5 должен быть на напряжение не ниже 16V. Конденсатор С6 - на напряжение не ниже 360V.

Счетчик CD4040 можно заменить на К561ИЕ20, К561ИЕ16 или CD4020. Данное устройство не планировалось делать серийно, поэтому, печатная плата не разрабатывалась. Все смонтировано на покупной макетной печатной плате.

Основной блок расположен сзади холодильника, недалеко от компрессора. Термодатчик помещен в герметичный корпус (стеклянную бутылочку от лекарства, с резиновой пробкой) и расположен внутри морозильной камеры. Датчик связан с основным блоком экранированным кабелем.

Максимальную продолжительность непрерывной работы компрессора можно установить подбором сопротивления R9, но при этом будет изменяться частота прерывания звукового сигнала. Тон звучания сигнализации можно установить подбором сопротивления R10.